測電源電動勢和內阻實驗中誤差分析的妙招

張國真

實驗原理：E=U+Ir，即如果測的確實是路端電壓U和干路電流I，則不存在系統誤差。

圖甲

在圖甲電路中，電流表測的是流過電源的電流，是干路電流;

但是電壓表測的是滑動變阻器的電壓，不是路端電壓，誤差由此產生。如果我們要把此時電壓表測的電壓認為是路端電壓的話，那得把這一部分都等效為電源，這樣就準確無誤地測出這部分作為等效電源的電動勢和內阻。下面讓我們比較這個等效電源和的電動勢E和內阻r，就可分析出測量值與真實值的大小關系我們知道：電動勢是指電源開路時電源兩端的電壓。那么開路的電源再串聯上電流表，也沒有電流通過，也就沒有電勢降，則與的兩端電壓相等，即電動勢相等，即測量值和真實值相等。再看內阻r，等效電源的內阻是r與電流表內阻之和，顯然比單純電源的內阻r大，即內阻r的測量值比真實值大。

同樣的方法分析圖乙電路，圖乙電路中電壓表測的是路端電壓，誤差由電流表產生，因其測的不是干路電流，當然如果把此時的電流當作干路電流，就得把這部分等效成電源，也就能準確測出這個等效電源的電動勢E和內阻r。再來比較這個等效電源與的電動勢和內阻大小關系，這個等效電源不接外電路時，兩端的電壓也就是電壓表和電源組成的回路中電壓表兩端的電壓，顯然要比電源的電動勢E小;等效電源的內阻是電壓表和原先電源并聯的電阻，又明顯比單純電源的內阻r小，即E和r的測量值都比真實值要小。

圖乙

這個實驗的另外兩個原理圖的分析方式分別和上面兩種是一樣的，如圖丙電路，實驗原路是E=IR+Ir，而IR顯然又不代表路端電壓，誤差也由此產生，方法與圖甲同。

圖丙

同樣看圖丁，實驗原理是E=U+r，而只是電阻箱的電流，不是干路電流，由此產生誤差，分析方法和圖乙相同。

圖

？誗編輯 楊兆東